Yuqori molekulyar birikmalar kimyosi

Mavzu:Bo’laklab cho’ktirish usuli bilan polimerlarning molekulyar-massaviy taqsimlanishini aniqlash
Qovushqoqlikni o’lchash usulihozirgi vaqtda eng ko’p tarqalgan usul bo’lib, chiziqli polimerlarning molekulyar massasini o’lchashda yaxshi natijalar beradi. Shtaudinger polimerning molekulyar massasi bilan eritmasining qovushqoqligi orasida bog’lanish borligini topdi:

bu tenglamada: -molekulyar massa;
-polimer va erituvchi tabiatiga bog’liq konstanta;
h_sol - eritmaning solishtirma qovushqoqligi;
S – eritmaning konsentrasiyasi.
So’nggi vaqtlarda, Shtaundinger tenglamasiga yangiliklar kiritilib, xarakteristik qovushqoqlik bilan molekulyar massa orasidagi bog’lanishni ifodalovchi quyidagi ikkita tenglama topildi:
a) chiziqli tenglama:
b) darajali tenglama:
Bu tenglamalarda:
- xarakteristik qovushqoqlik,
u - empirik konstanta,
- makromolekula va erituvchining xossalariga hamda ularning o’zaro ta’siriga bog’liq son.
2-jadvalda ba’zi polimerlaruchun va  ning qiymatlari ishlatiladigan erituvchilar keltirilgan. Polimer eritmasining absolyut qovushqoqligi eritma kontsentratsiyasiga bog’liq bo’lganligdan molekulyar massasini hisoblashda solishtirma va xarakteristik qovushqoqliklardan foydalaniladi. Shuning uchun polimerning nisbiy qovushqoqligini o’lchab, undan solishtirma va xarakteristik qovushqoqlikning qiymatlari hisoblab topiladi.
2-jadval
Ba’zi polimerlar va erituvchilar uchun va  ning qiymatlari

Polimerlarning Nomi	Formulasi	Erituvchi	Harorat, ^0C		
Poliakrilonitril	CH2CHn  CN	Dimetilformamid	20	1,7510^-4	0,66
Polibutadien	(-CH2-CH=CH-CH2-)n	Toluol	25	1,110^-4	0,62
Polivinilasetat	CH2CHn  OCOCH3	Atseton	50	2,810^-4	0,67
Polvinilspirt	CH2CHn  OH	Suv	50	5,910^-4	0,67
Polivinilxlorid	CH2CHn  Cl	Tetragidrofuran	20	0,2610^-3	0,92
Poligeksametilenadipamid	-HN-(CH2)6-NHCO(CH2)4-CO-n	90 % li chumoli kislota	25	1,0510^-4	1,0
Poliizopren	(-CH2-C=CH-CH2-)n  CH3	Toluol	25	3,610^-4	0,64
Polikaprolaktam	-HN-(CH2)5-CO-n	40% li sulfat kislota	20	5,0210^-4	0,67
Polimetilmet Akrilat	CH3  CH2Cn  COOCH3	Benzol Xloroform Toluol	20 20 85	2,410^-4 0,9410^-4 0,4910^-3	0,54 0,76 0,82
Polipropilen	CH2CHn  CH3	Toluol	20	9,610^-4	0,63
Polistirol	CH2CHn  C6H5	Toluol	30	1,2810^-4	0,70
Polietilen	CH2CH2n	Dekalin	70	0,3910^-4	0,74
Diatsetat Sellyuloza	C6H7O2(OH)(OCOCH3)2]n	Atseton	25	1,4910^-4	0,82
Nitrotsellyuloza	C6H7(ONO2)3n	Atseton	27	0,8210^-4	1,0
Etiltsellyuloza	C6H7(OC2H5)3n	Atseton	20	6,910^-4	0,71

Polimer eritmasining nisbiy qovushqoqligi viskozimetr yordamida o’lchanadi (1rasm). Viskozimetr U shaklidagi shisha naydan iborat bo’lib, uning bir tirsagi kengroq bo’ladi. Ingichka tirsagiga diametri 0,7-1,0 mm bo’lgan kapillyar ulangan bo’lib, kapillyarning usti 2-3 ml sig’imli shardan iboratdir. Sharning ustki qismi va ostki qismlariga A va V belgilar quyilgan. Sharning uchiga rezina nay kiydiriladi, viskozimetr termostatga joylashtiriladi.

1rasm. Viskozimetrlar: a  Osvald viskozimetri; b Osvald Pinkevich viskozimetri

Polimer eritmasining nisbiy qovushqoqligini aniqlash uchun dastavval toza erituvchining viskozimetr kapillyardan oqib tushish vaqti o’lchanadi. Buning uchun viskozimetrga 5 ml erituvchi olinib, termostatda 20 minut saqlanadi. So’ngra erituvchi rezina nay orqali so’rilib, sharning ustki belgisi (A) dan oshguncha ko’tariladi. So’rish to’xtatilgandan keyin, erituvchi kapillyar orqali oqib tusha boshlaydi. U sharning ustki (A) belgisiga kelganda, sekundomer yurgizib yuboriladi, erituvchi sharning ostki (V) belgisidan o’tib ketguncha kutiladi. Erituvchi ostki belgidan o’tganda sekundomer to’xtatiladi va erituvchining ustki belgidan ostki belgigacha tushish vaqti yozib quyiladi.
Bu jarayon 3-4 marta takrorlanadi, natijaning o’rtacha qiymati olinadi. Shu usulda polimerning har xil 0,5-1 % gacha bo’lgan kontsentratsiyali eritmasining oqish vaqti aniqlanadi. Nisbiy qovushqoqlik quyidagi tenglamadan hisoblab topiladi:

bu tenglamada:
- eritmaning nisbiy qovushqoqligi;
t₁ va t₀ - eritma va erituvchining oqish vaqti, sekundlarda.
Polimer erigandan keyin erituvchi qovushqoqligining ortishi eritmaning solishtirma qovushqoqligi deb ataladi va quyidagi tenglamadan topiladi:

Polimerning molekulyar massasi esa quyidagi tenglama asosida aniqlanadi:

bu tenglamada: - konstanta (uning qiymati jadvallardan olinadi);
S – eritmaning molyar kontsentratsiyasi.
Molekulyar massa xarakteristik qovushqoqlikni aniqlash yuli bilan ham topilishi mumkin. Xarakteristik qovushqoqlikni aniqlash uchun polimerning 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 0,8 g / 100 ml kontsentratsiyali eritmalari tayyorlanib, ularning nisbiy va solishtirma qovushqoqligi aniqlanadi. Olingan natijalar asosida solishtirma qovushqoqlikning eritma kontsentratsiyasiga nisbati bilan kontsentratsiya orasidagi bog’lanish grafigi chiziladi (2rasm). Grafik ordinata o’qini kesib o’tguncha davom ettiriladi.

2rasm. Xarakteristik qovushqoqlikni aniqlash grafigi

Xarakteristik qovushqoqlikning qiymati grafik bilan ordinatalar o’qining koordinatalar boshigacha bo’lgan oraliqqa teng; u quyidagi tenglama asosida hisoblab topiladi:

Bu tenglamadagi va  ning son qiymatlari jadvallarda berilgan bo’ladi.


16- LABORATORIYA ISHI